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数字签名方案的实现欧家权、应用数学、2111011451一:数字签名的背景随着信息、电子技术的迅速发展，全球己步入信息社会。
由于整个社会将形成一个巨大的计算机网络，任何部门的计算机网络一旦出现安全问题,都会直接影响到整个国家的网络安全，所以计算机网络安全问题已引起了各国的高度重视。
随着我国信息化进程的加快，网络化将向各经济部门、政府机关、军队、学校和社会团体等方向延伸，先进的计算机系统能把整个社会乃至军队联结起来。
计算机作为国家的关键基础设施和战略命脉，其安全状况直接影响到国家的安全和发展。
加密技术是保证信息安全的关键技术,其理论是信息安全的核心内容之一。
密码学是一门古老而又年轻的学科，1949年以前，密码学是一种艺术而并不是作为一门严格的科学存在。
1949年shannon［']发表的“保密系统的信息理论"一文为私钥密码系统建立了理论基础,从此密码学成为了一门科学。
而1976年Diffie和Hellman［2］的“密码学的新方向”则开创了公钥密码学的新纪元。
目前的数据加密、数字签名、消息认证等技术都是以密码技术作为基础设计出来的。
随着信息化的高速发展，密码学理论的研究和应用越来越受到重视。
数字签名的概念由Diffie和Hellman提出，是现代密码学最重要最基本的概念之一。
数字签名的设计思想等同于手写签名，即将签名者的身份与其签署的消息绑定，表示某人已对某消息进行了签字。
任何的验证者均能验证消息确实为签名者所签署，而伪造一个合法用户的签名却是困难的。
数字签名是实现数字通信中可认证性、完整性和不可否认性的重要密码技术，是应用最为广泛的公钥密码技术之一.综上所述，数字签名的应用范围相当广泛，而数字签名最重要的应用之一就是数字版权管理系统的应用。
随着网络和数字技术的快速发展，以数字形式存在的产品在人们的日常工作、学习和生活中占据越来越重要的地位。
这些数字产品包括：电影、音乐、图片、电视、软件、书籍、期刊等，我们通称之为数字内容.数字内容通常都是有版权的，版权所有者销售数字内容并希望获得最大的经济收益。
数字签名概述091120112 扈钰一、引言政治、军事、外交等活动中签署文件, 商业上签定契约和合同以及日常生活中在书信、从银行取款等事务中的签字, 传统上都采用手写签名或印鉴。
签名起到认证、核准和生效作用。
随着信息时代的来临, 人们希望通过数字通信网络进行迅速的、远距离的贸易合同的签名,数字或电子签名法应运而生，并开始用于商业通信系统, 诸如电子邮递、电子转帐、办公室自动化等系统中。
由此，能够在电子文件中识别双方交易人的真实身份，保证交易的安全性和真实性以及不可抵懒性，起到与手写签名或者盖章同等作用的签名的电子技术手段，称之为电子签名。
数字签名是电子签名技术中的一种，两者的关系密切。
目前电子签名法中提到的签名，一般指的就是"数字签名"。
数字签名与传统的手写签名的主要差别在于:（1）签名：手写签名是被签文件的物理组成部分，而数字签名不是被签消息的物理部分，因而需要将签名连接到被签消息上。
（2）验证：手写签名是通过将它与其它真实的签名进行比较来验证，而数字签名是利用已经公开的验证算法来验证。
（3）签名数字消息的复制品与其本身是一样的，而手写签名纸质文件的复制品与原品是不同的。
二、数字签名的含义及作用数字签名（又称公钥数字签名、电子签章）是一种类似写在纸上的普通的物理签名，但是使用了公钥加密领域的技术实现，用于鉴别数字信息的方法。
数字签名主要有以下几个作用：1、收方能确认或证实发方的签字，但不能伪造；2、发方发出签名后的消息，就不能否认所签消息；3、收方对已收到的消息不能否认；4、如果引入第三者，则第三者可以确认收发双方之间的消息传送，但不能伪造这一过程。
三、数字签名原理数字签名采用了双重加密的方法来实现防伪、防赖。
通过一个单向函数对要传送的报文进行处理，得到的用以认证报文来源并核实报文是否发生变化的一个字母数字串。
一套数字签名通常定义两种互补的运算，一个用于签名，另一个用于验证。
⾃考信息安全概论习题及答案信息安全概论习题及答案第1章概论1．谈谈你对信息的理解.答：信息是事物运动的状态和状态变化的⽅式。
2．什么是信息技术答：笼统地说，信息技术是能够延长或扩展⼈的信息能⼒的⼿段和⽅法。
本书中，信息技术是指在计算机和通信技术⽀持下，⽤以获取、加⼯、存储、变换、显⽰和传输⽂字、数值、图像、视频、⾳频以及语⾳信息，并且包括提供设备和信息服务两⼤⽅⾯的⽅法与设备的总称。
也有⼈认为信息技术简单地说就是3C：Computer＋Communication＋Control。
3．信息安全的基本属性主要表现在哪⼏个⽅⾯答：（1）完整性（Integrity）（2）保密性（Confidentiality）（3）可⽤性（Availability）（4）不可否认性（Non-repudiation）（5）可控性（Controllability）4．信息安全的威胁主要有哪些答：（1）信息泄露（2）破坏信息的完整性（3）拒绝服务（4）⾮法使⽤（⾮授权访问）（5）窃听（6）业务流分析（7）假冒（8）旁路控制（9）授权侵犯（10）特洛伊⽊马（11）陷阱门（12）抵赖（13）重放（14）计算机病毒（15）⼈员不慎（16）媒体废弃（17）物理侵⼊（18）窃取（19）业务欺骗等5．怎样实现信息安全答：信息安全主要通过以下三个⽅⾯：A 信息安全技术：信息加密、数字签名、数据完整性、⾝份鉴别、访问控制、安全数据库、⽹络控制技术、反病毒技术、安全审计、业务填充、路由控制机制、公证机制等；B 信息安全管理：安全管理是信息安全中具有能动性的组成部分。
⼤多数安全事件和安全隐患的发⽣，并⾮完全是技术上的原因，⽽往往是由于管理不善⽽造成的。
安全管理包括：⼈事管理、设备管理、场地管理、存储媒体管理、软件管理、⽹络管理、密码和密钥管理等。
C 信息安全相关的法律。
法律可以使⼈们了解在信息安全的管理和应⽤中什么是违法⾏为，⾃觉遵守法律⽽不进⾏违法活动。
第一章1.什么是osi安全体系结构？为了有效评估某个机构的安全需求，并选择各种安全产品和策略，负责安全的管理员需要一些系统性的方法来定义安全需求以及满足这些安全需求的方法，这一套系统体系架构便称为安全体系架构。
2.被动和主动威胁之间有什么不同？被动威胁的本质是窃听或监视数据传输，主动威胁包含数据流的改写和错误数据流的添加。
3.列出并简要定义被动和主动安全攻击的分类？被动攻击：消息内容泄漏和流量分析。
主动攻击：假冒，重放，改写消息和拒绝服务。
4.列出并简要定义安全服务的分类认证，访问控制，数据机密性，数据完整性，不可抵赖性。
5.列出并简要定义安全机制的分类。
特定安全机制：为提供osi安全服务，可能并到适当的协议层中。
普通安全机制：没有特定osi安全服务或者协议层的机制。
第二章1.对称密码的基本因素是什么？明文，加密算法，秘密密钥，密文，解密算法。
2.加密算法使用的两个基本功能是什么？替换和排列组合3.分组密码和流密码区别是什么？分组时若干比特同时加密。
比如DES是64bit的明文一次性加密成密文。
流密码是一个比特一个比特的加密，密码分析方面有很多不同。
比如说密码中，比特流的很多统计特性影响到算法的安全性。
密码实现方面有很多不同，比如流密码通常是在特定硬件设备上实现。
分组密码可以在硬件实现，也可以在计算机软件上实现。
4.攻击密码的两个通用方法是什么？密码分析与穷举法（暴力解码）5.为什么一些分组密码操作模式只使用了加密，而其他的操作模式使用了加密又使用了解密出于加密与解密的考虑，一个密码模式必须保证加密与解密的可逆性。
在密码分组链接模式中，对明文与前一密文分组异或后加密，在解密时就要先解密再异或才能恢复出明文；在计数器模式中，对计数器值加密后与明文异或产生密文，在解密时，只需要相同的计数器加密值与密文异或就可得到明文。
6.为什么3DES的中间部分是解密而不是加密？3DES加密过程中使用的解密没有密码方面的意义。
注：答案为网上查的选择题1、如果发送方用私钥加密消息，则可以实现（D ）A、保密性B、保密与鉴别C、保密而非鉴别D、鉴别2、在混合加密方式下，真正用来加解密通信过程中所传输数据（明文）的密钥是（B ）A、非对称算法的公钥B、对称算法的密钥C、非对称算法的私钥D、CA中心的公钥3、以下关于加密说法，不正确的是（ABC ）A、加密包括对称加密和非对称加密两种B、信息隐蔽是加密的一种方法C、如果没有信息加密的密钥，只要知道加密程序的细节就可以对信息进行解密D、密钥的位数越多，信息的安全性就越高4、以下关于混合加密方式说法不正确的是：（ACD）A、采用公开密钥体制进行通信过程中的加解密处理B、采用公开密钥体制对对称密钥体制的密钥进行加密后的通信C、采用对称密钥体制对对称密钥体制的密钥进行加密后的通信D、采用混合加密方式，利用了对称密钥体制的密钥容易管理和非对称密钥体制的加解密处理速度快的双重优点5、两个不同的消息摘要具有相同的值时，称为（B ）A、攻击B、冲突C、散列D、都不是6、（A）用于验证消息完整性。
A、消息摘要B、加密算法C、数字信封D、都不是7、HASH函数可应用于（A ）。
A、数字签名B、生成程序或文档的“数字指纹”C、安全存储口令D、数据的抗抵赖性8、数字证书采用公钥体制，每个用户设定一把公钥，由本人公开，用它进行：A*A、加密和验证签名B、解密和签名C、加密D、解密9、数字签名为保证其不可更改性，双方约定使用（A）A、HASH算法B、RSA算法C、CAP算法D、ACR算法10、1是网络通信中标志通信各方身份信息的一系列数据，提供一种在Inte rnet上验证身份的方式BA、数字认证B、数字证书C、电子证书D、电子认证11、以下关于CA认证中心说法正确的是CA、CA认证是使用对称密钥机制的认证方法B、CA认证中心只负责签名，不负责证书的产生C、CA认证中心负责证书的颁发和管理、并依靠证书证明一个用户的身份D、CA认证中心不用保持中立，可以随便找一个用户来做为CA认证中心12、关于CA和数字证书的关系，以下说法不正确的是BA、数字证书是保证双方之间的通讯安全的电子信任关系，他由CA签发B、数字证书一般依靠CA中心的对称密钥机制来实现C、在电子交易中，数字证书可以用于表明参与方的身份D、数字证书能以一种不能被假冒的方式证明证书持有人身份13、以下关于数字签名说法正确的是DA、数字签名是在所传输的数据后附加上一段和传输数据毫无关系的数字信息B、数字签名能够解决数据的加密传输，即安全传输问题C、数字签名一般采用对称加密机制D、数字签名能够解决篡改、伪造等安全性问题14、密钥交换问题的最终解决方案是使用C*A、身份证B、数字信封C、数字证书D、消息摘要15、定义数字证书结构的标准是：DA、X.500B、TCP/IPC、ASN.1D、X.50916、CA用（）签名数字证书。
单向函数的密码学应用费如纯【摘要】This paper discusses the definition, security and cryptographic application of one-way function, involving symmetrical key cryptography algorithms, message digest algorithms and public key cryptography algorithms, and illuminates the basic idea of cryptosystem: if a one-way function with strong security is constructed, a cryptosystem with strong security can be designed on the basis of the constructed one-way function.%文章讨论了单向函数的定义、安全性要求以及单向函数在密码学中的应用,涉及对称钥密码算法、报文算法及公开钥密码算法,进一步阐明了密码系统的基本思想:只要构造出足够安全的单向函数,就可以以之为基础构造足够安全的密码系统.【期刊名称】《辽宁科技学院学报》【年(卷),期】2017(019)001【总页数】3页(P1-3)【关键词】单向函数;对称钥算法;报文摘要算法;公开钥算法【作者】费如纯【作者单位】辽宁科技学院曙光大数据学院,辽宁本溪 117004【正文语种】中文【中图分类】TP309.3随着计算机网络的不断发展，信息技术已经深入到社会生活的方方面面，然而网络攻击和信息窃取事件也越来越成为人们关注的焦点。
信息安全关系国计民生，不容忽视。
信息安全的基础是密码学，而密码学则基于计算复杂性理论。
合法用户对重要信息进行加密以及合法的授权用户对信息进行解密应该是能够快速完成的，即多项式时间可计算的；而非法用户要窃取机密信息则必须对已经加密的信息进行解密，这要求他必须为非法破译付出不可思议的巨大计算代价，即攻击者即使具有庞大的计算资源，他在现有科技条件下完成破译工作也要花费指数时间，这样就使得机密信息成为计算安全的。
单向散列函数简单散列函数每个分组按比特异或(简单奇偶校验)：改进：针对可预测数据，每次循环左移一位将数据和散列值再异或。
结果：随机化、去格式化i i1i2imC b b ...b =⊕⊕⊕单向散列函数：Hash Function ，哈希函数、杂凑函数将任意长度的消息M 映射成一个固定长度散列值h 的函数：h=H(M)其中，h 的长度为m 。
用途：消息认证、数字签名。
单向散列函数散列函数要具有单向性，则必须满足如下特性：●给定M，很容易计算h，便于软硬件实现。
●给定h，根据H(M)=h反推M很难。
（单向性）●给定M，找到另一M’满足H(M)=H(M’)很难。
（弱抗攻击性）在某些应用中，单向散列函数还需要满足抗碰撞(Collision)的条件：要找到两个随机的消息M和M’，使H(M)=H(M’)满足很难。
（强抗攻击性）还要求：能产生定长输出；寻找任意的M和M’，会满足H(M)=H(M’)很难。
实现：单向散列函数是建立在压缩函数之上的：…MD 表示消息摘要(Message Digest),单向散列函数输入：给定一任意长度的消息输出：长为m 的散列值。
压缩函数的输入：消息分组和前一分组的输出(对第一个函数需初始化向量IV)；输出：到该点的所有分组的散列，即分组M i 的散列为h i =f (M i , h i −1)循环：该散列值和下一轮的消息分组一起作为压缩函数下一轮的输入，最后一分组的散列就是整个消息的散列。
3.1 MD5 算法3.1.1 算法MD5对输入的任意长度消息产生128位散列值：填充位消息长度(K mod 264)…MD5算法五个步骤：1) 附加填充位2) 附加长度3) 初始化MD 缓冲区处理1) 附加填充位填充消息，使其长度为一个比512的倍数小64位的数。
填充方法：在消息后面填充一位1，然后填充所需数量的0。
填充位的位数从1～512。
2) 附加长度将原消息长度的64位表示附加在填充后的消息后面。
